树脂锚杆支护快速施工工艺

2 树脂锚杆支护快速施工工艺
2.1 树脂锚杆支护快速施工工艺
2.1.1 爆破
锚杆支护在任何时候都存在一个在破岩的同 时如何保护围岩的问题。这是锚杆支护的工艺技 术基础，也是锚杆支护能否成功的关键。因为爆 破成形不好，直接降低围岩强度，不利于锚杆托 板与顶帮密贴，锚杆受力条件变差，围岩加固强 度减小，强化程度变低，减弱了它的抗外载能力， 直接影响巷道维护效果。
一般情况下，尤其是地质条件比较差、巷道变 形比较大的区域，锚索主要应该起到预防性挤压加 固作用，不宜仅仅起到悬吊作用，一旦锚索仅仅起 到悬吊作用，悬吊的重量一般都很大，将是很危险 的，因此，锚索的施工时间应很好把握。为了弥补 锚索低延伸率的弊病，在锚索托板里面可垫一块湿 柳木托板。常规情况下顶板越好的情况下，锚索的 张拉力相对较小；顶板越差的情况下，锚索的张拉 力相对应大些，最好应相应增加托板面积。
22’
21’
1
21
22
图6 锚杆钻孔施工示意图
2.1.2.2 打眼的其它研要求
顶板锚杆孔宜采用功率大、性能优越的锚杆钻机 或7655改进型、7665凿岩机钻孔，f≤7的巷道顶板（拱 顶部分）锚杆必须采用锚杆机施工，帮锚杆宜采用功 率大、性能优越的帮锚杆机或风煤钻钻孔；钻孔前， 应根据设计要求确定孔位，做好标记；锚杆间排距误 差不超过±50㎜；锚杆角度误差不超过±5；锚杆孔 深度误差0～50㎜；施工锚杆孔所用的钻杆长度不得 大于所用锚杆的长度；锚杆孔内的煤岩粉必须吹干净， 不得有积水；由于煤帮锚杆孔含水或湿润对树脂锚杆 的锚固效果有一定的影响，帮锚杆孔可采用干打外喷 方式施工，但必须确保外喷降尘效果。
紧固螺母时，应使螺母扭矩达到规定扭矩要 求。锚杆安装时，应使锚杆穿过钢带或钢筋梯梁 控制孔和金属网，锚入顶板后，应将钢带或钢筋 梯梁和金属网压紧，贴实顶板。 同时还应避免以 下错误操作方法：
正 确
错 误 1
错 误 2
图7 安装锚杆正确、错误操作示意图
（1）错误1：树脂药卷未推至眼底，在 眼孔口即开始搅拌，致使锚杆眼壁上沾 满树脂药剂，影响锚固效果。 （2）错误2：树脂药卷被快速推至眼底， 致使锚杆穿进树脂药卷的药包中，俗称 “穿糖葫芦”，影响锚固效果。
在钻孔深度掏槽眼和底眼2000㎜，其它眼1800㎜ 时，按以下装药量装药：顶眼300g，帮眼150g。辅助 眼600g，掏槽眼和底眼750g。采用这种方法能够减少 炮震裂隙，使煤帮整齐稳定，为锚杆支护奠定基础。
2.1.2 施工锚杆眼
2.1.2.1 打眼的顺序和原则
（1）锚杆支护巷道落煤（岩）后，迎头达到可以 进行顶板锚杆支护的高度时，必须立即进行顶板支护， 巷道顶板锚杆支护必须紧跟迎头施工，不得为了网的 压茬而使迎头一排锚杆虚设。如两帮稳定、不片帮， 帮锚杆施工可适当滞后一段距离，但滞后距离和最大 空帮时间必须在作业规程、措施中明确规定。 （2）顶锚杆必须逐排由外向迎头顺序施工，每排 内锚杆必须由中间向两帮顺序施工，必须采用快速安 装工艺钻孔、搅拌、安装，应尽可能减少顶板空锚时 间。严禁采用一次性将所有钻孔打好，再一次性安装 锚杆的方法施工。
“三软”煤层因采用传统的爆破工艺， 掘进巷道成形较差，片帮严重。采用“预 留爆破，手镐成形”的方法，能够实现既 爆破围岩又保护围岩的目的。所谓“预留 爆破，手镐成形”就是在爆破图表设计时 把炮眼布置成倒梯形，以巷道宽度4.2m的 断面为例，上边眼距帮250㎜，下边眼距帮 800～1000㎜，其它边眼在这两个边眼的连 线上，边眼间距650㎜。巷道中部向上的炮 眼深度800㎜，向下的1500mm。
（5）网规格、联网方式必须在规程措施中明 确规定，采用压茬联接方式的压茬宽度应保持在 100～200㎜范围内，并用铁丝双排扣连接，且将 网拉紧压实，紧贴巷道围岩表面。有条件用锚杆 托盘压网的必须采用锚杆托盘压网；采用不压茬 联接方式的，其网与网之间必须通过自身连接或 用铁丝连接形成整体。联网材料必须采用不低于 14#双股铁丝联接，联接点间距不大于200㎜。 （6）作为支护的锚杆安装达到规定的螺母扭 矩后，不得为网的压茬等原因卸下螺母重新安装。
（3）施工锚杆孔要兼顾以下问题：顶部永久支 护锚杆必须紧跟迎头，且逐排向迎头施工，距离迎 头的最大控顶距离不得超过1个循环进尺加300㎜的 距离。每个循环支护工作完成后，紧靠迎头的一排 顶部锚杆，距迎头的最大控顶距离不得大于1/2个锚 杆排距，不得小于200㎜；巷道顶板最外侧锚杆距帮 不大于300㎜，不得小于200㎜；两帮最上端锚杆距 顶不大于300㎜，不得小于200㎜；Ⅲ～Ⅴ类围岩巷 道两帮墙基锚杆距底板不大于300㎜，该锚杆宜向底 板倾斜，其倾斜角度应在支护设计中作出规定，倾 斜锚杆宜与异形托板配套使用，以提高锚固效果。 锚杆必须推到孔底，螺母外锚杆丝扣长度应在10～ 40㎜之间。安装撅顶道的顶部锚杆螺母丝扣外露宜 在30～40㎜，便于装撅顶道吊环。撅顶道吊环使用 螺母厚度不得低于25㎜，安装时必须上满丝。
装药时，孔深800㎜的装药300g，孔 深1500㎜的掏槽眼装药600g，其余炮眼装 药450g。采用这样的爆破图表施工，爆破 后巷道断面成倒梯形，上部巷宽接近巷道 毛断面宽度，下部宽度比巷道毛断面宽度 小1400～2000㎜，一侧预留700～1000㎜。 预留的松动煤体，利用其残余强度保护巷 道轮廓线处的煤岩体的完整稳定。在需要 支护时，再用风动铲将预留松动煤体刷大 到巷道设计断面尺寸。




树脂锚索支护施工工艺与树脂锚杆施工工艺相 近，但小孔径预应力锚索施工应遵循以下原则： （1）必须采用锚索钻机或锚杆钻机钻孔。 （2）锚索孔深度误差-100～0㎜。锚索间排距误差不 超过±150㎜。 （3）锚索应垂直于顶板或巷道轮廓线布置，角度误 差不超过±5°。 （4）钢绞线必须推到孔底，尾部露出锁具不得小于 150㎜，不得大于250㎜。距巷道底板小于1.8m时应 加防护套。
（5）锚固外端至锁具的钢绞线自由段长度不 小于3m。 （6）锚索施工后，必须适时对锚索进行检查， 发现预紧力不足应及时进行二次张拉。 （7）采用树脂锚固锚索的锚固位置不得选择在 含水层中。 （8）锚索必须滞后迎头五分之四个排距布置， 但距迎头最大距离不得超过2个锚索的排距。

打眼时还要考虑锚杆安装的实际情况而确定 锚杆位置：顶板锚杆安装顺序应为先中间、次低 凹处，最后安装其它锚杆。两帮锚杆（使用钢带 或钢筋梯梁的）安装顺序应为先上部、次低凹处， 最后安装其它锚杆。对于松软煤层，煤帮锚杆安 装应先上部后下部。顶板和两帮的锚杆安装顺序 应为先顶板，后两帮。
2.1.3 锚杆安装
700～1000
2800～2200
700～1000
图5 “三软”煤层预留爆破后的倒梯形巷道断面
对于中硬的煤层，坚固性系数f=1.5～3，采用修 边爆破的方法来控制巷帮成形。修边爆破的实质就是 增加帮眼数量，缩小帮眼间距和抵抗线距离，适当减 少装药量。设计爆破图表时，要求帮眼口距巷道轮廓 线150㎜，眼底落在巷道轮廓线上。帮眼间距300～ 350㎜，与辅助眼的抵抗距离450～500㎜。顶眼距顶 板200～250㎜，眼距500～600㎜。
锚杆安装过程中应严格按树脂药卷说明书上规定 的搅拌、等待时间等安装方法操作，向孔中送树脂药 卷时，应轻轻将药卷试送到孔中。当使用两种胶凝速 度的树脂药卷时，应将胶凝速度快的放在前面，胶凝 速度慢的放在后面。每个锚杆眼中不得应用两卷及以 上双速药卷。应将树脂药卷缓慢匀速地推到眼底后， 方可转动机械边旋转边匀速上推，边旋转边匀速上推 到眼底的时间一般占总搅拌时间的70%，推到眼底后继 续搅拌，其时间一般占总搅拌时间的30%。待树脂药卷 搅拌后一段时间、树脂锚固剂已具有锚固能力后方可 开始紧固螺母。

安装锚杆的规定：
（1）锚杆托板与螺母之间必须使用减摩 垫圈。 （2）顶板及Ⅲ～Ⅴ类围岩巷道巷帮锚杆 支护必须采钢带、网或巷道围岩表面，锚杆 托板处及周围50㎜范围内的浮煤矸必须找掉、找平、 找实。 （3）螺母的拧紧必须采用锚杆钻机、7655改进型 凿岩机、风煤钻、气板机等机械设备进行，且必须对 锚杆螺母进行二次紧固，以保证螺母扭矩符合规定要 求。螺母扭矩按锚杆直径分，Φ≤16㎜，100 N·m≤扭矩 ≤150 N·m；Φ＝18㎜，120 N·m≤扭矩≤150 N·m；Φ≥20 ㎜，150 N·m≤扭矩≤200 N·m。其螺母扭矩大小、二次 紧固时间应在作业规程、措施中明确规定。
2.2 树脂锚索支护施工工艺
煤巷树脂锚索支护主要是指应用直径15.24mm、 17.8mm的小孔径钢绞线进行加强支护的技术。原有的理 论认为，煤巷锚索支护的主要作用是将下部不稳定岩层 悬吊在上部稳定岩层中，用悬吊理论进行支护设计。而 徐州矿区经过研究、试验提出，煤巷锚索支护的主要作 用是通过锚固段与锚索托板之间的作用对巷道上方不稳 定岩层起到挤压加固作用，而悬吊作用仅仅起到次要作 用。
（4）顶板锚杆眼施工时，一般换钎子次数不应 超过1次。顶板锚杆眼施工一般可按下列快速方法施 工：如图4，第1次打锚杆眼将锚杆机放在断面中间， 一次成孔，（接着一次性快速安装锚杆）；第2次将 锚杆机放在右帮位置21下方（也可以放在左帮位置 21’下方），用约1.2m的短钎子分别打21、22号眼孔， 换长钎子再分别打22、21号眼孔。这样打1排锚杆眼 少挪两次钻机。据统计，每少挪1次钻机平均可节省 时间2min，按1个循环进尺1.6m，两排锚杆计算， 每循环可节省时间8min。每天节省挪钻机时间在 24～30min。如果巷道断面较大，应安排多台锚杆机 施工，挪锚杆机的原理是相同的，次数减少，既节 省了时间，又避免了多台钻机互相影响。